内容正文:
第5章 三角函数
5.1 任意角与弧度制
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5.1.2 弧度制
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1.体会引入弧度制的必要性.(数学抽象)
2.理解1弧度的角的定义,了解弧度制的概念,能进行角度与弧度之间的互化.(数学抽象、数学运算)
3.理解弧度制下弧长与面积的公式.(数学运算)
学习目标
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1.1弧度的角是如何定义的?
[答案] 长度等于半径长的弧所对的圆心角叫作1弧度的角.
2.如何进行弧度与角度的换算?
[答案] 一般根据 换算.
自主预习
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3.以弧度为单位的扇形弧长、面积公式是什么?
[答案] 设扇形所在圆的半径为 ,扇形弧长为 , 为其圆心角,则
(1)弧长公式: .
(2)扇形面积公式: .
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1.判断下列结论是否正确.(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)“度”与“弧度”是度量角的两种不同的度量单位. ( )
√
(2)用角度制和弧度制度量角,都与圆的半径有关. ( )
×
(3) 的角是周角的 , 的角是周角的 . ( )
√
(4) 的角比 的角要大. ( )
√
2. 对应的角度为( ).
C
A. B. C. D.
[解析] 因为 ,所以 .故选C.
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3.与角 终边相同的角是( ).
C
A. B. C. D.
[解析] 与角 终边相同的角为 , ,当 时,此角等于 .故选C.
4.已知扇形的半径 ,圆心角 ,则该扇形的弧长等于____,面积等于_____,
周长等于_ _______.
<m></m>
<m></m>
<m></m>
[解析] 弧长 ,面积 ,周长为
.
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探究1 弧度制
单位制这个概念我们并不陌生,比如说测量长度的单位制,古代常以人体的一部分作为长度单位.如记载说:“十尺为丈,人长八尺,故曰丈夫.”可见,古时量物,寸与指、尺与手、寻与身有一一对应的关系.而现在国际上通用的是国际单位制中的“米制”,应用起来要方便得多.在初中几何里,角度制就是度量角的一种单位制.
合作探究
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问题1: 在初中几何里,我们学习过角的度量, 的角是怎样定义的呢?
[答案] 的角可以理解为将圆周角分成360等份,每一等份圆心角就是 .它是一个
定值,与所取圆的半径大小无关.
问题2: 射线 绕端点 旋转到 形成角 ,在旋转过程中,射线
上的一点 (不同于点 )的轨迹是一条圆弧,这条圆弧对应于圆
心角 .设 , ,点 所形成的圆弧 的长为 ,求弧
长 与半径 的比值.
[答案] 因为 ,所以 .
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问题3: 上述问题2中,射线 上的一点 (不同于点 ),
,在旋转过程中,点 所形成的圆弧 的长为 ,求弧长
与半径 的比值,其与问题2中的比值有何关系?
[答案] 因为 ,所以 ,
故 .
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新知生成
1.角度制
用度作为单位来度量角的单位制叫作角度制.
2.弧度制
(1)弧度
规定:把长度等于半径长的圆弧所对的圆心角叫作1弧度的角,“弧度”用符号 表示.
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(2)弧度制
如图,在单位圆 中, 的长等于1,则 就是1弧度的角.这种以“弧度”为单位
来度量角的单位制叫作弧度制.
(3)任意角的弧度数与实数的对应关系
一般的,正角的弧度数是一个正数,负角的弧度数是一个负数,零角的弧度数是0.
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(4)弧度数公式
如果半径为 的圆的圆心角 所对的弧长为 ,那么角 的弧度数的绝对值是 .
其中, 的正负由角 的终边的旋转方向决定.
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新知运用
例1 若圆弧长度等于圆内接正三角形的边长,则其圆心角的弧度数为( ).
D
A. B. C.3 D.
方法指导 如图,先求 ,再求 ,最后求圆心角的弧度数 .
[解析] 如图,等边 是半径为 的圆 的内接三角形,则线段 所对的圆心角
,作 ,垂足为 .
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在 中, , ,
, , ,
则所求圆心角的弧度数 .
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&1& 利用弧度数公式求圆心角的弧度数,关键是求出圆的半径和圆心角所对的弧长.
一个半径是 的扇形,其周长为 ,则该扇形圆心角的弧度数为( ).
A
A.1 B.3 C. D.
[解析] 设扇形的弧长为 ,则 ,得 ,则扇形圆心角的弧度数为
.
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探究2 角度与弧度的互化与应用
问题1: 用角度制和弧度制来度量零角,单位不同,它们之间的数量相同吗?
[答案] 相同,都是0.
问题2: 圆的周角是 ,弧度是 ,两者是否相等?
[答案] 相等,因为圆的周长